本發(fā)明涉及一種具有光催化還原co2性能的無(wú)鉛負(fù)載型雙鈣鈦礦光催化材料，屬于光催化材料制備。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速，二氧化碳排放加劇能源危機(jī)，導(dǎo)致全球變暖、極端氣候頻發(fā)、能源危機(jī)日益嚴(yán)峻。其中利用光催化降解二氧化碳的背景主要源于全球氣候變化和能源短缺問(wèn)題，旨在通過(guò)太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的化學(xué)反應(yīng)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的化學(xué)品或燃料，實(shí)現(xiàn)能源和環(huán)境的雙重優(yōu)化。隨著光催化領(lǐng)域的不斷深入研究，各類光催化材料都表現(xiàn)出較為優(yōu)異的性能，但是仍然存在可見(jiàn)光利用率低，催化劑循環(huán)利用性差、制備工藝復(fù)雜以及成本高等問(wèn)題，故開(kāi)發(fā)一種高效率且廉價(jià)的光催化劑十分迫切。

2、鈣鈦礦光催化材料以其較高的光吸收能力、優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率和良好的催化性能而備受關(guān)注。鈣鈦礦光催化材料通常具有較高的晶體對(duì)稱性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。鈣鈦礦光催化材料的成分和構(gòu)造可以通過(guò)多樣化的選擇進(jìn)行調(diào)控。通過(guò)改變成分、晶體結(jié)構(gòu)或添加摻雜元素，可以調(diào)節(jié)其吸收波長(zhǎng)范圍、能帶結(jié)構(gòu)、電子-空穴分離效率等，以優(yōu)化光電轉(zhuǎn)換和催化性能。

3、目前常見(jiàn)的參與二氧化碳還原的鈣鈦礦主要為cspbbr類鈣鈦礦，由于其含有pb元素，對(duì)于環(huán)境有一定的危害，所以探索一種清潔型的鈣鈦礦迫在眉睫。而鈣鈦礦作為光催化材料，具有穩(wěn)定性較差、光生載流子易復(fù)合、產(chǎn)物選擇性差等問(wèn)題，影響了鈣鈦礦在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用。故需要發(fā)明一種具有較好的產(chǎn)物選擇性、穩(wěn)定性的鈣鈦礦光催化劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種負(fù)載型雙鈣鈦礦光催化材料，該材料是將銅納米顆粒與雙鈣鈦礦cs2nabicl6置于水-無(wú)水乙醇混合液（v水:v醇=1:4）中，超聲分散后，分散液加熱至55-65℃后，以1-2℃/min的速率進(jìn)行降溫結(jié)晶，溫度降至25℃時(shí)反應(yīng)完成，反應(yīng)產(chǎn)物固液分離，固體洗滌干燥后制得，其中銅納米顆粒與雙鈣鈦礦cs2nabicl6的質(zhì)量比為0.4-0.5:1。

2、所述銅納米顆粒是將乙酰丙酮銅、kcl加入水-無(wú)水乙醇混合液（v水:v醇=1:4）中，超聲分散，分散液在80-90℃油浴、攪拌下蒸干，將蒸干后的粉末置于管式爐中，在175-185℃、n2-h2混合氣氛（n2:h2體積比=9:1）下反應(yīng)90min制得，其中乙酰丙酮銅與kcl的摩爾比為1:1-3。

3、雙鈣鈦礦cs2nabicl6采用常規(guī)方法制備，例如采用共沉淀法、水熱法或常溫研磨法都可以獲得。

4、本發(fā)明另一目的是將上述負(fù)載型雙鈣鈦礦光催化材料應(yīng)用在光催化還原co2中。

5、本發(fā)明通過(guò)負(fù)載銅納米顆粒，可以有效地抑制金屬鹵化物鈣鈦礦中的離子遷移，增強(qiáng)電荷分離，并提高電荷收集的效率，從而提升催化活性；本發(fā)明材料在室溫條件下光催化還原co2，對(duì)co2的還原催化效率高，選擇性好，可以實(shí)現(xiàn)100%生成單一產(chǎn)物co，且能夠多次循環(huán)利用，本發(fā)明材料制備工藝簡(jiǎn)單，效率高，適用于大規(guī)模的生產(chǎn)與市場(chǎng)推廣應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種負(fù)載型雙鈣鈦礦光催化材料，其特征在于：將銅納米顆粒與雙鈣鈦礦cs2nabicl6置于水-無(wú)水乙醇混合液中，超聲分散后，分散液加熱至55-65℃后，以1-2℃/min的速率進(jìn)行降溫結(jié)晶，溫度降至25℃時(shí)反應(yīng)完成，反應(yīng)產(chǎn)物固液分離，固體洗滌干燥后制得負(fù)載cu納米顆粒的雙鈣鈦礦光催化材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型雙鈣鈦礦光催化材料，其特征在于：銅納米顆粒與雙鈣鈦礦cs2nabicl6的質(zhì)量比為0.4-0.5:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型雙鈣鈦礦光催化材料，其特征在于：銅納米顆粒是將乙酰丙酮銅、kcl加入水-無(wú)水乙醇混合液中，超聲分散，分散液在80-90℃油浴、攪拌下蒸干，將蒸干后的粉末置于管式爐中，在175-185℃、n2-h2混合氣氛下反應(yīng)90min制得。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型雙鈣鈦礦光催化材料，其特征在于：水-無(wú)水乙醇混合液是水和無(wú)水乙醇按體積比1:4的比例混合制得。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載型雙鈣鈦礦光催化材料，其特征在于：n2-h2混合氣體中n2:h2的體積比為9:1。

6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的負(fù)載型雙鈣鈦礦光催化材料在光催化還原co2中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種負(fù)載型雙鈣鈦礦光催化材料，其是將銅納米顆粒與雙鈣鈦礦Cs<subgt;2</subgt;NaBiCl<subgt;6</subgt;置于水?無(wú)水乙醇混合液中，超聲分散后，分散液加熱至55?65℃后，以1?2℃/min的速率進(jìn)行降溫結(jié)晶，溫度降至25℃時(shí)反應(yīng)完成，反應(yīng)產(chǎn)物固液分離，固體洗滌干燥后制得；將負(fù)載Cu納米顆粒的雙鈣鈦礦光催化材料應(yīng)用在光催化還原CO<subgt;2</subgt;中，該催化劑具有還原催化效率高，選擇性好的特點(diǎn)，多次循環(huán)利用后，性能穩(wěn)定，本發(fā)明材料制備工藝簡(jiǎn)單，效率高，適用于大規(guī)模的生產(chǎn)與市場(chǎng)推廣應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：王綺玥昕,邱建備,周大成,楊正文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆明理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9